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Effet du niveau d’alimentation sur la composition chimique et la qualité fromagère du lait de vaches
Holstein et Normandes : Résultats préliminaires
Catherine Vertes, A. Hoden, Y. Gallard
To cite this version:
Catherine Vertes, A. Hoden, Y. Gallard. Effet du niveau d’alimentation sur la composition chimique
et la qualité fromagère du lait de vaches Holstein et Normandes : Résultats préliminaires. INRA
Productions Animales, Paris: INRA, 1989, 2 (2), pp.89-96. �hal-00895857�
Catherine VERTES, A. HODEN, Y. GALLARD
INRA Station de Recherches sur la Vache laitière
Saint-Gilles 35590
L’Hermitage
*INRA Station de
Génétique quantitative
etappliquée
Le Pin-au-Haras 61310 Exmes
Effet du niveau d’alimentation
sur la composition chimique
et la qualité
fromagère du lait
de vaches Holstein
et Normandes
Résultats préliminaires.
Les différences de taux protéique des laits observées
entre Normandes et Holstein
serépercutent-elles bien jusqu’au niveau
de leur aptitude fromagère ? Le niveau d’alimentation peut-il avoir
une
influence aussi importante que celle observée entre génotypes ?
Avec
l’augmentation
dupotentiel
deproduc-
tion des vaches
laitières,
sous l’effet essentielle- ment de lasélection,
il devient deplus
enplus
difficile de couvrir les besoins nutritifs des ani-
maux. Le déficit
énergétique
estprobablement
la cause essentielle d’une baisse du taux
protéi-
que du lait
(Rémond 1985)
et de sonaptitude fromagère (Kerjean 1984).
Il est en effet bienconnu
qu’une
modification du niveau desapports énergétiques
aux alentours dudegré
desatisfaction des besoins des animaux, se traduit par des variations dans le même sens de la pro- duction laitière
(Faverdin
et al1987)
et du tauxprotéique
que Rémond(1985)
a pu estimer à environ 0,5g/kg
pour 1 UFL.Le
génotype
constitue une autre source devariation
importante
de lacomposition
du lait.Ainsi, les vaches Normandes
produisent
enmoyenne un lait à taux
protéique plus
élevé(+
2,5g/kg) (Hargrove
et al 1981, Bonaiti1985)
et de meilleure
aptitude fromagère (Grandison
1986, Froc et al
1988)
que celui des vaches Holstein. Cecipourrait
êtrepartiellement
reliéau
polymorphisme génétique
des caséines et enparticulier
à lafréquence
du variant B de lacaséine-kappa, plus
élevée chez les Normandes que chez les Holstein(Ménard
et al 1986, Mar-ziali et
Ng-Kwai-Hang
1986, Grosclaude1988).
L’étude
comparée
de ces 2facteurs, génotype
et
alimentation,
n’a pas souvent été réalisée dans des conditionsexpérimentales
permettant d’estimer au mieux l’influence propre de cha-cun d’entre eux ainsi que leurs éventuelles interactions. De
plus,
les effets ont rarement été mesurés à la fois sur lespropriétés physico-chi- miques
et lesaptitudes technologiques
deslaits. Une
première comparaison
a été effectuéeen 1987 sur le troupeau de vaches laitières du Domaine INRA du Pin au Haras
(Normandie)
dans le cadre d’un essai à
long
terme mis enplace depuis
1980 par la Station deGénétique quantitative
etappliquée (Colleau
etafl.
Cetessai a pour
objectif
de comparer, selon unschéma
factoriel,
lesperformances
zootechni-ques réalisées par des vaches laitières de 3
génotypes :
Normand sélectionné(No),
Hols-tein témoin
(HF)
et Holstein sélectionné(HF+ ),
soumises à deux
systèmes
de conduite dits haut(H)
ou bas(B).
Lesystème
H regroupe enparti-
culier destechniques
alimentairesoptimales
permettant une extériorisation dupotentiel
deproduction
des animauxqui
sontcependant
soumis à un
vêlage précoce (2 ans).
Dans letraitement B, la
qualité
desfourrages
utilisés estinférieure et le niveau de
complémentation
desRésumé
________________________L’influence du
génotype
sur laqualité fromagère
du lait estétudiée,
en interactionavec le
système
d’alimentationhivernal,
dans un essai croisant 3génotypes (Nor- mand,
Holstein témoin et Holstein fortementsélectionné)
avec 2 niveaux d’alimen- tation(haut
etbas).
Le niveau hautcorrespond
à la couverture des besoins nutri- tifs alors que le niveau bas se situe à des apports nutritifs inférieurs d’environ 2UFL/j
durant lapériode
hivernale. La meilleurecomposition chimique
du lait des vachesNormandes, comparativement
auxHolstein, (+
10 % pour la teneur encaséine,
+ 35 % pour lerapport
caséinekappa/caséines)
serépercute
sur sa qua- litéfromagère (+
28 % pour la fermeté dugel
et + 10 % pour lerendement).
Lesvaches alimentées au niveau haut
produisent
un lait de meilleurequalité
que celles alimentées au niveau bas et les différences mesurées entre les 2 niveaux d’alimentation sont de même ordre degrandeur
que celles observées entre lesgénotypes
Normand et Holstein. Iln’apparaît
pas de différence dequalité
du laitentre les 2
génotypes
Holstein. Les Normandes semblent au moins aussi sensibles à la sous-alimentation que les Holstein mais leur sous-alimentation s’est avéréeproportionnellement plus
sévère. Les mesures réalisées 3 semainesaprès
la miseà l’herbe
lorsque
toutes les vaches sont sur despâturages
d’excellentequalité
indi-quent qu’intra génotype,
laqualité
des laits estpratiquement indépendante
duniveau d’alimentation hivernal. A cette
période,
les différences decomposition
chimique
etd’aptitude fromagère
des laitspeuvent
être attribuées essentiellement à l’influence dugénotype.
vaches est
plus
faible. Ceci nepermet
pas d’ex- térioriser au mieux laproduction
des vachesqui
ne vêlent néanmoins que versl’âge
de 34mois.
1 / Conditions expérimentales
1.
1
/ Constitution des lots et
mesures Pour réaliser cettepremière
étude(1987),
5lots
équilibrés
de 10 vaches ont été constitués(tableau 1)
en tenant compte du numéro et du stade de lactation ainsi que dupolymorphisme
intra-race des caséines. Les
fréquences
desvariants B des caséines
kappa
etalphasi
sontproches
de cellesgénéralement
observées pources
génotypes (Grosclaude 1988).
Il n’a pas étépossible
de réaliser l’étude sur le lot HF+ B enraison de son trop faible effectif.
Une estimation
approchée
des bilans nutri- tifs(UFL, PDI)
a pu êtreréalisée,
selon les recommandations INRA(1988),
àpartir
desmesures individuelles de
quantités ingérées
par les vaches enpremière
et deuxièmelactations,
effectuées durant le troisième mois de lactation(fin
de lapériode hivernale).
Pour les autresvaches
multipares,
nous avons considéré que le niveaud’ingestion
de la ration de base était lemême
qu’en
secondelactation,
lesquantités
d’aliments concentrés
ingérées
étant connues individuellement. Durant cettepériode
de find’hiver,
3 séries deprélèvements
de lait ont étéeffectués sur les 5 lots de vaches.
Durant les 6
premières
semaines depâturage qui
ont suivi, tous les animaux ont bénéficié d’un niveau d’alimentation élevé àpartir
d’une herbe dequalité,
offerte à volonté. Deux sériesde
prélèvements
ont été réalisés sur les mêmesvaches,
en 3ème et 5ème semainesaprès
lamise à l’herbe afin de comparer, dans ces
conditions de bonne
alimentation,
les caracté-ristiques physico-chimiques
ettechnologiques
des laits issus des différents
génotypes.
1.z
/ Prélèvements et analyses du lait
Les mesures ont été réalisées en
adoptant
lamême
méthodologie
que celleproposée
anté-rieurement
(Vertès
et Hoden1989).
Lesprélève-
ments de lait ont été effectués à la traite du matin et les taux
butyreux
etprotéique
deséchantillons individuels ont été mesurés par le laboratoire du centre
interprofessionel
del’Orne. A
partir
de ceux-ci, un lait demélange
d’un volume d’environ 2
litres,
obtenu par pon- dération en fonction desproductions
indivi- duelles, a été immédiatement constitué pourchaque lot,
écrémépuis
stocképendant
24h à4C. Les échantillons ont alors été réchauffés à 35C et standardisés à
pH
6,6(HCI)
afin de réali-ser les
analyses
suivantes :- matière
sèche,
matières azotéestotales,
nonprotéiques (filtrat
TCA 15%)
et solubles(filtrat pH 4,6),
calcium total et soluble(ultrafiltra- tion),
-
analyse
de la fractioncaséinique
par chroma-tographie
FPLC, réalisée à la Station INRA de Recherches laitières deJouy-en- Josas,
- vitesse de raffermissement du
coagulum (vis-
cosimètre Rhéomat
30),
fermeté dugel (analy-
seur de consistance
Stevens),
rendements frais et azotéscorrigés
parrapport
à un caillé de référence à 30 % de MS et 22 % d’extrait azoté(Vandeweghe 1987).
L’interprétation statistique
des résultats a été réalisée paranalyse
de variancepermettant
d’estimer l’influence de chacun des effets(race
et niveau
d’alimentation)
et leur interaction tout en tenant compte de lanon-indépendance
des données intra lot
(effet animal)
selon unmodèle décrit par Rowell et Walters
(1976).
Afin d’obtenir un schéma
équilibré, l’analyse
de variance a été réalisée
uniquement
sur les données des lots NoB, NoH, HFB et HFH. Parailleurs,
uneanalyse
factoriellemultiple
a per- misd’appréhender
les relations entre les varia- bles decomposition chimique, d’aptitude
fro-magère
et decaractéristiques zootechniques.
2 / Résultats et discussion
2.
1 / Influence des systèmes
d’alimentation et du génotype
en
période hivernale
L’estimation du bilan nutritif
(apports -
besoins -
interactions)
a montré que les vaches soumises au niveau d’alimentation B ont été, enmoyenne, sous-alimentées d’environ 0,9 UFL et 200 g de PDI par
jour
aussi bien en Noqu’en
HF
Simultanément,
les vaches du niveau d’ali- mentation H ont été suralimentées d’environ 0, 5 UFL et 50 g de PDIpar jour.
Tous
systèmes
alimentaires confondus, laproduction
laitière des vaches No a été infé- rieure de 9,6kg/j
à celle des vaches HF mais les tauxprotéique
etbutyreux
ont étébeaucoup
plus
élevés : + 2,5 et+ 5 , 5 g/kg respectivement
(P
< 0,01 ; tableau2).
En moyenne, pour lesgénotypes
No et HF, le niveau d’alimentation Ha
permis
uneproduction
laitièresupérieure
de3,4
kg
parjour
ainsi que de meilleurs taux pro-téique (+
3,4g/kg)
etbutyreux (+
2,3g/kg) (P
<0,01)
par rapport au niveau B.Intra-génotype,
les écarts de tauxprotéique
observés entre lesdeux niveaux d’alimentation ont été
significati-
vement
plus
élevés chez les No(4,0 g/kg
soit12,5 %)
que chez les HF(2,8 g/kg
soit9,7 %).
Ceci est
peut
être à attribuer aux différencesd’apports
nutritifs entre les niveaux H et B rela-tivement
plus
élevées chez les No que chez les HF et/ou auxcaractéristiques
propres des ani-maux.
Par
ailleurs,
les tauxprotéiques
des laitsissus des vaches des traitements NoB et HFH n’ont pas été
significativement
différents(écart
de 0,9
g/kg)
pour une différence deproduction
laitière de 13
kg.
La
composition physico-chimique
etl’apti-
tude
fromagère
des laits écrémés demélange
ont été
significativement
meilleures chez les No par rapport à celles des laits de HF(tableau
2 ;
figure 1).
Ceci a été le cas pour les teneursen matière azotée totale
(+
8%),
en caséines(+
10
%)
ainsi que pour lepourcentage
de caséine-kappa
parrapport
aux caséines totales(+
35%) (P < 0,05),
en accord avec les observations deHargrove
et al(1981). Parallèlement,
les laits deL’efl‘et du
niveaud’alimentation
enpériode hivernale
estdu même
ordre
degrandeur
que l’efl’et dugénotype
sur lacomposition
et lescaractéristiques
fromagères
dulait.
No ont
présenté
une vitesse de raffermissement et une fermeté maximale dugel plus
élevées(respectivement
+ 43%,
P < 0,05 et + 28%,
P <0,01)
ainsiqu’un
rendement fraiscorrigé plus important (+
10%,
P <0,05).
Les 2génotypes
Holstein(HF
etHF+ )
alimentés au niveau Hont donné des laits de
qualité technologique comparable.
Le rapport
caséines/protéines
du lait n’a pasété modifié par le niveau d’alimentation
comme l’avaient montré Yousef et al
(1970),
Gordon et Forbes
(1971),
Rémond(1985)
et LeDore et al
(1986).
Pour lesgénotypes
No et HF, lesystème
d’alimentation H apermis,
par rap- port au niveau B, deproduire
des laits de meil-leure teneur en caséines
(+
3,0g/kg
soit + 14% ;
P <0,05)
et dont le rapportcaséine-kàppa/
caséines a été
supérieur (+
1,25point
% soit+ 14
% ;
P <0,10). Parallèlement,
la vitesse deraffermissement
(+
24% ;
P <0,10)
et la fermetémaximale du
gel (+
45 % ; P <0,01)
ont étéplus élevées,
en accord avec les résultats de Bartschet al
(1979).
Parailleurs,
le rendement frais cor-rigé
a été accru de 14 %(P
<0,05).
L’aptitude fromagère
des laits issus des lots NoB et HFH a étécomparable,
seul le rende-ment frais
corrigé
a été inférieur avec le lotHFH
(-
4% ;
P <0,10).
Ceci estprobablement
àrelier à la meilleure
qualité
des caséines(caséine-kappa
et variantB)
pour les No.2.
2 / Effet de la mise à l’herbe
L’effet de la mise à l’herbe a été
analysé
pour lesprincipaux
critères par différence des valeurs observées entre environ 1 moisaprès (moyenne
des 2prélèvements
aupâturage)
et 1mois avant
(moyenne
des 3prélèvements
enhiver)
la transition.Quel
que soit legénotype,
le passage à l’herbe n’a pas modifié les évolu- tions de laproduction
laitière et du tauxprotéi-
que des vaches
préalablement
alimentées auniveau H
(figure 2).
Enrevanche,
chez les ani-maux soumis au niveau B, la mise à l’herbe a
provoqué
une hausse brutale(P
<0,01)
de cesparamètres
et enparticulier
du tauxprotéique (+
3,1g/kg
pour les No et 2,3g/kg
pour lesHF).
Laproduction
laitière et le tauxprotéique
ont ainsi atteint des niveaux
comparables
àceux observés chez les vaches issues des sys- tèmes H comme l’avaient observé Rook et al
(1960),
Rémond(1985)
et Coulon et al(1986)
dans leurs résultats.
La mise à l’herbe a conduit à une sensible réduction de la teneur en calcium total du lait dans tous les cas
(-
5 % en moyenne, P <0,10)
en accord avec les résultats de
Guéguen (1971)
et de Grandison et al
(1985a).
Parallèlement auxaugmentations
du tauxprotéique,
la mise à l’herbe a améliorél’aptitude fromagère
des laitsissus des lots NoB et HFB
(tableaux
2 et3)
enaccroissant
respectivement
de 46 % et 39 % lavitesse de
raffermissement,
de 23 % et 15 % la fermeté maximale(P < 0,05).
2.
3 / Différences entre vaches Normandes et Holstein
au
pâturage
Intra-génotype,
les laitsproduits
aupâturage
se sont très peu différenciés selon leur niveau alimentaire hivernal
d’origine (figure 1).
SeulLe niveau d’alimentation hivernal n’a
quasiment
pasd’effet
sur laqualité
des laits
produits
aupâturage :
les écartsentre laits
proviennent
surtout td’un
effet génotype.
subsiste encore un écart
significatif
de 0,7g/kg
du taux
protéique
entre les laits des lots NoB etNoH ;
c’estpourquoi
nous nereprésenterons
que les différences relatives aux
génotypes.
Acette
période (moyenne
des 2prélèvements),
laproduction
laitière et le tauxprotéique
des Noont été
significativement
différents(P
<0,01)
deceux observés chez les HF
(-
6,7kg/j
et + 2,9g/kg respectivement).
Laproduction
laitière aété la seule variable
significativement
différentef’ti!rf’irsn!)<!vp<!HF(’tHF+(+2,4kg/j). ).
Le
rapport caséines/protéines
du lait écréméde
mélange
des No a étéidentique
à celui des HF, mais laqualité fromagère
de leur lait a étésupérieure (tableau
3 etfigure 1) d’après
lesmesures de vitesse de raffermissement
(+
36%)
et de fermeté maximale dugel (+
39
%,
P <0,10).
Ceci estprobablement
à relier àla teneur en caséines
supérieure
de 2g/kg
pour les laits de No par rapport à ceux de HF ainsiqu’au
rapportcaséine-kappa/caséines plus
élevé de 2,3
points
% avec les No.2.
4 / Relation entre la composition chimique et l’aptitude
fromagère des laits
Cette étude a été réalisée à
partir
de l’ensem- ble des 25 échantillons de laits écrémés demélange
issus des 5 traitements x 5périodes
decet essai. Les liaisons entre les différents para- mètres mesurés
(tableau 4)
montrent que letaux
protéique explique
58 % des variations de la vitesse de raffermissement ducoagulum,
74 % de celles de la fermeté du
gel
et 85 % decelles du rendement frais
corrigé.
Enprenant
en compte des critères
supplémentaires,
desrelations
plus précises
ont pu être établies parrégressions multiples
entre laqualité fromagère
du lait et sa
composition.
Ainsi les variations de la vitesse de raffermissement ducoagulum
ont été
expliquées
à 70 % en associant au tauxprotéique
le pourcentage decaséine-kappa
et lerapport caséines/protéines.
Celles de la fermeté maximale l’ont été à 83 % enajoutant
au tauxprotéique
la teneur en calcium.Intra-génotype,
ces liaisons sont
généralement plus faibles, exception
faite de la relation entre le taux pro-téique
et le rendement fraiscorrigé.
Ainsi letaux
protéique explique
de 42 %(No)
à 49 %(HF)
des variations de la vitesse de raffermisse- ment ducoagulum
et de 68 %(No)
à 62 %(HF)
de celles de la fermeté du
gel.
Les corrélationspositives
entre la fermeté dugel
et les teneursen caséines et en calcium sont en accord avec
les résultats de Grandison et al
(1985b)
et deStorry
et al(1983). ).
L’analyse
factoriellemultiple (AFMULT
sous ADDAD,1985)
des liaisons entre les variables decomposition chimique (groupe A), d’apti-
tude
fromagère (groupe B)
et des caractéristi- queszootechniques (groupe
C, variablesquali-
tatives
supplémentaires) indique
que les 2 pre- miers axesreprésentent
ensemble 66 % desvariations
(figure 3).
D’une manièregénérale,
les
principaux
critères du groupe A(matières
azotées
totales,
caséines, calciumtotal)
sontassociés à ceux du groupe B
(vitesse
de raffer-missement et fermeté du
gel,
rendement fraiscorrigé)
et sont trèsproches
de l’axe factoriel 1.Par contre, l’axe 2 traduit une discrimination des laits en fonction des fractions azotées solu- bles essentiellement. Il est
possible
deséparer
les laits en 3 ensembles selon l’axe 1 de l’AFM(figure 3) :
- ensemble 1 : laits des vaches Normandes au
pâturage
ou soumises au niveau d’alimentation hivernalhaut,
associés aux meilleures caracté-ristiques chimiques
ettechnologiques.
- ensemble 2 : laits hivernaux des vaches Hols- tein soumises au niveau d’alimentation
bas, opposés
auxprécédents
sur tous les critèresretenus.
- ensemble 3 : autres
laits, (lots
NoB enhiver,
HFB à
l’herbe,
HFH etHF+ H) qui
ont descaractéristiques
intermédiaires.Conclusion
Cette étude
préliminaire
apermis
de confir-mer, dans nos conditions
expérimentales,
lameilleure
aptitude fromagère
des laitsproduits
par les vaches Normandes par rapport à celle des laits de Holstein. De
plus,
elle a montré que le niveau d’alimentation peut avoir une influence aussiimportante
que legénotype
sur lacomposition physico-chimique
etl’aptitude fromagère
du lait.Enfin,
elle aindiqué
que les vaches Normandes semblaient aussi sensibles que les Holstein à la sous-alimentation. Cettepremière
série de résultats acependant
étéobtenue à
partir
de faibles effectifs d’animaux degénotypes
très différents(écarts importants
entre les index de matière
utile)
insuffisam-ment
représentatifs
dutroupeau
et soumis à des traitements alimentaires extrêmes(niveaux d’apports nutritifs).
Ces conditionspeuvent
avoir
exagéré
les différences etexpliquer
par- tiellement lesplus
faibles écarts obtenus dans d’autrescomparaisons (Froc
et al1988)
et sur latotalité des animaux de ce même troupeau
(Col- leau,
communicationpersonnelle).
Parailleurs,
dans le schéma
expérimental utilisé,
les mêmesanimaux n’ont pas été soumis successivement
aux 2 niveaux d’alimentation. Des différences individuelles ont pu ainsi introduire des biais
intra-génotype.
A titred’exemple,
un écart deTB
(3,4 g/kg)
a été observé entre les lots NoB etNoH au
pâturage.
Par
ailleurs,
certainesopérations
de standar- disation dans lapréparation
des échantillons delait,
et enparticulier l’écrémage
total au lieud’un taux de 29
g/kg pratiqué
en industrie lai- tière, a pu modifier les écartsd’aptitude
froma-gère
des laits entre les traitements.La
qualité fromagère
du lait est liée surtout au taux
protéique, qui explique plus
de60
%
de sesvariations,
mais aussi à la teneur encalcium et à la
proportion de
caséine-kappa.
C’est
pourquoi
cettepremière
étude a été sui- vie, en 1988, d’un second essai réalisé sur des laits individuelscomportant
simultanément la fabrication demicro-fromages.
L’étude des relations entre les
paramètres chimiques
ettechnologiques
du lait montre quele taux
protéique explique,
tousgénotypes confondus, plus
de 60% des variations del’ap-
titude
fromagère
mais n’estcependant
pas seulen cause.
L’adjonction
d’autres critères tels que la teneur en calcium ou laproportion
decaséine-kappa permet d’expliquer jusqu’à
80%des variations. De
plus,
dans notre essai, leslaits de Normandes
ayant
lesplus
forts tauxprotéiques
sont aussi ceux dont laqualité
descaséines est la meilleure.
Remerciements
Nous tenons à remercier nos collègues de l’INRA, J.J. Col- leau et A. Muller (Station de Génétique quantitative et appliquée) pour leur participation à cette étude, J.P. Pélis-
sier et G. Miranda (Station de Recherches laitières) pour
l’analyse des caséines sur FPLC, Marie-Françoise Mahé et
E Grosclaude (Laboratoire de Génétique biochimique)
pour la réalisation du typage des caséines, P. Faverdin (Station de Recherches sur la Vache laitière) pour ses conseils avisés concernant l’interprétation statistique des
résultats et R. Vicaire (ITEB) pour l’attribution d’une bourse ACTA-MRT.
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